CN114747527A - 大型养殖工船养殖集控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大型养殖工船养殖集控系统，包括一上位机系统、一通信及信息处理系统、一信号采集系统和一现场作业设备系统；所述上位机系统连接所述通信及信息处理系统；所述通信及信息处理系统通过所述信号采集系统连接所述现场作业设备系统。本发明的一种大型养殖工船养殖集控系统，可对养殖过程中所有的养殖设备及子系统进行集中管理和控制；采用智能联动控制，降低养殖能耗及养殖成本，减轻人员工作量；统一监控界面，对养殖设备进行状态及参数监测；实现作业人员安全管理；为管理人员提供决策依据，提升生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及养殖集控系统领域，尤其涉及一种大型养殖工船养殖集控系统。
背景技术
近两年，深远海大型养殖工船在国内出现并发展，由此，所有原来网箱或者陆上养殖所需的各类养殖设备也需随之配套上船，但设备种类繁多，且布置分散，养殖人员操作和管理难度较大，这样就需要很多的养殖人员去进行设备巡视，养殖操作，不仅管理难度大，运营成本高，还容易出安全问题。所以，养殖工船上需要一套系统来集中控制，以解决以上问题。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种大型养殖工船养殖集控系统，可对养殖过程中所有的养殖设备及子系统进行集中管理和控制；采用智能联动控制，降低养殖能耗及养殖成本，减轻人员工作量；统一监控界面，对养殖设备进行状态及参数监测；实现作业人员安全管理；为管理人员提供决策依据，提升生产效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种大型养殖工船养殖集控系统，包括一上位机系统、一通信及信息处理系统、一信号采集系统和一现场作业设备系统；所述上位机系统连接所述通信及信息处理系统；所述通信及信息处理系统通过所述信号采集系统连接所述现场作业设备系统。
优选地，所述上位机系统包括通过TCP/IP网络连接的至少两第一中央处理器，所述第一中央处理器通过所述TCP/IP网络与所述通信及信息处理系统通信连接。
优选地，所述通信及信息处理系统包括一核心交换机、一养殖数据服务器和两第二中央处理器；所述核心交换机连接所述第一中央处理器和所述养殖数据服务器、和所述信号采集系统；所述核心交换机、部分所述信号采集系统和两所述第二中央处理器依次串联并形成环网。
优选地，所述信号采集系统包括至少一视频交换机柜和多个信号采集箱；所述视频交换机柜连接所述核心交换机；所述核心交换机、多个所述信号采集箱和两所述第二中央处理器依次串联并形成所述环网。
优选地，所述现场作业设备系统包括多个网络摄像头、一阀门控制系统、若干供氧设备、若干海水交换设备、若干鱼苗入舱计数器、若干养殖光照设备、一水质监测系统、若干投饲设备、若干成鱼起捕设备和若干冷藏加工设备；所述网络摄像头连接所述视频交换机柜；所述阀门控制系统、所述供氧设备、所述海水交换设备、所述鱼苗入舱计数器、所述养殖光照设备、所述水质监测系统、所述投饲设备、所述成鱼起捕设备和所述冷藏加工设备连接所述信号采集箱。
优选地，所述核心交换机预留有多个扩展接口。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
通过上位机系统、通信及信息处理系统、信号采集系统和现场作业设备系统的配合，可实现对养殖过程中所有的养殖设备及子系统进行集中管理和控制；并可降低养殖能耗及养殖成本，提升生产效率；通过集中管理控制和智能联动控制，减轻人员工作强度；使养殖生产过程更加安全。
上位机系统设置只是2个第一中央处理器，可实现双机热备份，2个第一中央处理器通过TCP/IP网络连接，正常情况下1台第一中央处理器处于工作状态(称为主机)，另1台第一中央处理器处于监视状态(称为从机)，一旦从机发现主机异常，从机将会在很短的时间之内代替主机，完全实现主机的功能。
核心交换机、多个信号采集箱和两第二中央处理器依次串联并形成环网，这样可使环网中任何一处断掉或者出现故障的情况下，网络仍然可以保持通畅，都不会影响到系统的正常运行。
核心交换机预留有多个扩展接口，方便后续系统的更新升级。
附图说明
图1为本发明实施例的大型养殖工船养殖集控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图图1，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
请参阅图1，本发明实施例的一种大型养殖工船养殖集控系统，包括一上位机系统1、一通信及信息处理系统2、一信号采集系统3和一现场作业设备系统4；上位机系统1连接通信及信息处理系统2；通信及信息处理系统2通过信号采集系统3连接现场作业设备系统4。
(1)上位机系统1
本实施例中，上位机系统1包括通过TCP/IP网络连接的至少两第一中央处理器11，第一中央处理器11通过TCP/IP网络与通信及信息处理系统2通信连接。
上位机系统1根据养殖工船实际监控位置需求，可以设置一台，也可以是多台；上位机系统1是人机接口，在系统中起主控作用，属于系统的最高决策层，主要作用是：通过通信网络给下层的执行设备发出各种操作指令，显示所有设备的当前状态及参数、信号的各种变化；显示当前的水质情况等。
上位机系统1与通信及信息处理系统2通过网线相连接，通信及信息处理系统2与信号采集系统3通过网线连接，信号采集系统3与现场作业设备系统4根据实际情况可以通过网线连接，也可以通过硬线连接，这个主要取决于现场设备的接口形式。
为了增加系统的可靠性和安全性，本实施例中，上位机系统1设计为2个第一中央处理器11，即双机热备份，2个第一中央处理器11通过TCP/IP网络连接，正常情况下1台第一中央处理器11处于工作状态(称为主机)，另1台第一中央处理器11处于监视状态(称为从机)，一旦从机发现主机异常，从机将会在很短的时间之内代替主机，完全实现主机的功能。
上位机系统1是养殖人员与养殖集控系统之间的接口，养殖人员通过上位机系统1获取系统所有信息并进行相关操作。上位机系统1的具体作用包括：
1、鱼苗入舱一键操作，实现水路阀门开启/关闭指令下发及阀门状态监测，鱼苗计数系统启动及已入舱鱼苗计数工作；
2、对所有现场设备运行参数及状态进行监测；
3、养殖现场视频监测；
4、进行远程水质参数监测及水质超标报警；
5、进行海水交换系统运行指令下达；
6、投饲时间设定及投饲任务指令下达；
7、供氧系统工作指令下达；
8、养殖光照系统调光指令下达；
9、海水管路及供氧气路阀门控制指令下达；
10、成鱼起捕系统一键操作指令下达；
11、冷藏加工系统生产数据统计。
(2)通信及信息处理系统2
本实施例中，通信及信息处理系统2包括一核心交换机21、一养殖数据服务器22和两第二中央处理器23；核心交换机21连接第一中央处理器11和养殖数据服务器22、和信号采集系统3；核心交换机21、部分信号采集系统3和两第二中央处理器23依次串联并形成环网。
通信及信息处理系统2是连接上位机系统1和下层设备的桥梁，首先可以在上位机系统1和下层设备之间起到信息传输的作用，可获取下层设备的视频信号、数据信息并传送到上位机系统1；可将上位机系统1的命令传送到下位机设备；这部分另一个重要的功能是它具有信息逻辑处理能力，可根据接收到的下位设备的状态进行智能判断，对上位机系统1的命令加以分析，以确定现场设备如何动作。
其中，核心交换机21主要作用是其他设备与上位机系统1之间联络的桥梁，所有数据可以通过它进行交换，它接入了视频交换机柜31传输的视频信号、接入信号采集箱32采集到的设备数据信息，与第二中央处理器23相连接，视频交换机和信号采集箱32的视频和数据信息传递给第二中央处理器23及上位机系统1，并将上位机系统1的指令通过第二中央处理器23的运算程序发送给相关设备。除此之外，核心交换机21还可预留有多余扩展接口，以方便后续系统的更新升级。
第二中央处理器23是整个系统的运算控制中心，它对上位机系统1的指令进行处理，对信号采集箱32的信息进行处理运算。第二中央处理器23根据上位机系统1的指令和当前收到的视频和数据信息，结合养殖生产工艺的需求，确定各现场设备如何动作以及各设备之间如何联动关系；具体如：
1、接到上位机系统1鱼苗入舱指令时，自动控制海水管路上相关阀门、供氧设备43工作及鱼苗计数系统开始工作；
2、根据上位机系统1的设定，自动进行各养殖水舱定时定量的投饲任务并根据任务执行情况，确定何时停止/开始海水交换及供氧；
3、根据水质监测系统47的数据，判断当前养殖舱的水质情况，决定海水交换、供氧系统是否运行、何时运行、运行时间长短及以多大功率运行，并将相关信息发送给上位机，同时进行水质超标报警；
4、根据上位机系统1设定时间自动控制养殖光照系统进行调色调光；
5、根据设备的当前状态进行上位机系统1报警、启动备用设备等；
6、根据上位机系统1起捕作业一键操作指令，自动控制成鱼起捕设备49及管路相关阀门，使起捕成功的成鱼通过管路进入冷藏加工系统的作业区域；
7、根据冷藏加工的数据及剩余加工能力确定目前是否还需进行成鱼起捕。
养殖数据服务器22主要起到数据存储的作用，以为后续进行养殖工艺优化分析及生产数据总结应用。
(3)信号采集系统3
本实施例中，信号采集系统3包括至少一视频交换机柜31和多个信号采集箱32；视频交换机柜31连接核心交换机21；核心交换机21、多个信号采集箱32和两第二中央处理器23依次串联并形成环网。
养殖工船作业现场需要采集的信号分为两大类：视频信号和数据信息。故这一部分主要由采集视频信号的视频交换机柜31和采集现场设备信号的信号采集箱32组成。这些设备的数量可以根据养殖工船规模大小及实际需求来确定。它们负责将需要养殖流程中需要看到的作业现场视频及相关作业设备的具体参数、运行状态等采集并通过网线传输给通信部分。
视频交换机柜31用于采集养殖现场的网络摄像头41传来的视频信号，并最终呈现在上位机系统1上，以便养殖人员远程巡查。信号采集箱32是采集现场作业设备和监测设备(如水质传感器)。信号采集箱32的数量可根据现场设备及信号的数量进行调整，信号采集箱32主要由信号采集模块组成，其接口形式可以根据现场设备需求来定，可以是多种形式的结合。
(4)现场作业设备系统4
本实施例中，现场作业设备系统4包括多个网络摄像头41、一阀门控制系统42、若干供氧设备43、若干海水交换设备44、若干鱼苗入舱计数器45、若干养殖光照设备46、一水质监测系统47、若干投饲设备48、若干成鱼起捕设备49和若干冷藏加工设备410；网络摄像头41连接视频交换机柜31；阀门控制系统42、供氧设备43、海水交换设备44、鱼苗入舱计数器45、养殖光照设备46、水质监测系统47、投饲设备48、成鱼起捕设备49和冷藏加工设备410连接信号采集箱32。
现场作业设备系统4是系统中最终执行养殖生产任务的作业设备，这些设备与信号采集箱32和视频交换机连接，把自身的运行状态、参数都反馈给上位机系统1，并根据接收到的指令执行相应的动作。
现场作业设备系统4中：
网络摄像头41：获取必要的现场视频，养殖人员可通过视频进行远程巡查；
阀门遥控系统：指所有养殖舱海水管路和供氧气路上的相关阀门，是这些阀门的直接控制者；
水质监测系统47：对养殖舱内外海水的水质情况进行监测；
海水交换设备44：当海水水质状态欠佳或者达不到养殖标准要求时，对养殖舱海水进行内外交换，以使水质满足养殖需求；
供氧设备43：养殖过程中，根据养殖工艺，为养殖舱海水增加溶氧量，使养殖鱼类生长更好；
养殖光照设备46：大型养殖工船的养殖环境为封闭空间，缺乏光照，不利于鱼类生长，可通过可以调色调光的光照系统来弥补；
成鱼起捕设备49：是自动化的成鱼起捕设备49，可将成鱼以吸捕的方式通过管路吸至罐内，最终输送到冷藏加工区域，以便后续的冷藏加工；
冷藏加工设备410：对已经起捕的成鱼进行自动化对的分类，冷藏，冷冻等。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，包括一上位机系统、一通信及信息处理系统、一信号采集系统和一现场作业设备系统；所述上位机系统连接所述通信及信息处理系统；所述通信及信息处理系统通过所述信号采集系统连接所述现场作业设备系统。
2.根据权利要求1所述的大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，所述上位机系统包括通过TCP/IP网络连接的至少两第一中央处理器，所述第一中央处理器通过所述TCP/IP网络与所述通信及信息处理系统通信连接。
3.根据权利要求2所述的大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，所述通信及信息处理系统包括一核心交换机、一养殖数据服务器和两第二中央处理器；所述核心交换机连接所述第一中央处理器和所述养殖数据服务器、和所述信号采集系统；所述核心交换机、部分所述信号采集系统和两所述第二中央处理器依次串联并形成环网。
4.根据权利要求3所述的大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，所述信号采集系统包括至少一视频交换机柜和多个信号采集箱；所述视频交换机柜连接所述核心交换机；所述核心交换机、多个所述信号采集箱和两所述第二中央处理器依次串联并形成所述环网。
5.根据权利要求3所述的大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，所述现场作业设备系统包括多个网络摄像头、一阀门控制系统、若干供氧设备、若干海水交换设备、若干鱼苗入舱计数器、若干养殖光照设备、一水质监测系统、若干投饲设备、若干成鱼起捕设备和若干冷藏加工设备；所述网络摄像头连接所述视频交换机柜；所述阀门控制系统、所述供氧设备、所述海水交换设备、所述鱼苗入舱计数器、所述养殖光照设备、所述水质监测系统、所述投饲设备、所述成鱼起捕设备和所述冷藏加工设备连接所述信号采集箱。
6.根据权利要求4所述的大型养殖工船养殖集控系统，其特征在于，所述核心交换机预留有多个扩展接口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220715 |